[發明專利]基于機器視覺檢測對中控制裝置的設計方法

有效

• 申請號: 200910032303.0
• 申請日: 2009-06-10
• 公開（公告）號: CN101596556A
• 公開（公告）日: 2009-12-09
• 發明（設計）人: 羅新斌;邢青青;黃秀琴;王龍;李坤杰;鄭文勝
• 申請（專利權）人: 蘇州有色金屬研究院有限公司
• 主分類號: B21B39/14
• 分類號: B21B39/14;G01B11/00;B65H23/032;B65H26/00
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司
• 代理人: 陳忠輝;姚姣陽

技術領域

本發明涉及一種基于機器視覺檢測對中控制裝置的設計方法，屬于視覺測量與控制技術領域。

背景技術

帶材在運行的生產線上應在一定的橫向公差范圍內對準機組中心線(或設定位置)，否則會造成刮壞設備、斷帶停產以及影響產品質量等后果。為了保證帶材在生產線上安全運行需對帶材進行對中控制，帶材自動對中控制裝置的主要組成部分包括：檢測系統、微處理器控制裝置、驅動器和液壓控制(或機械傳動)系統。目前對中糾偏的幾種形式是：光電式、電感式、電容式、CCD式，采用CCD式的檢測裝置多采用正面照射的方式，光源與CCD攝像頭位于帶材兩側；使用兩個CCD攝像頭測量，攝像頭的鏡頭中心對準帶材的兩個邊緣，兩個攝像頭用絲杠相連，當帶材寬度發生變化時，通過搖動絲杠，使兩個攝像頭的中心距與帶材寬度相一致。檢測過程中，將兩個攝像頭的測量值作減法計算，根據計算的數值及符號，可知帶材的偏移量及偏移方向。這種檢測方法可實現生產的對中需要，但其結構復雜，故障率高，且需要根據帶材寬度手動調節檢測位置，需要配置定位及驅動裝置。導致在連續生產的情況下影響了生產效率，其主要的原因在于檢測裝置的可視范圍較小、沒有實現帶材邊部的自動定位。同時該類裝置處理平臺以硬件為主，缺乏靈活性無法實現復雜的智能檢測與控制算法。

因此，如何實現全自動智能檢測與控制、提高裝置的易操作性與可靠性是一個要解決的技術問題。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術存在的不足，提供一種基于機器視覺檢測對中控制裝置的設計方法。

本發明的目的通過以下技術方案來實現：

基于機器視覺檢測對中控制裝置的設計方法，特點是：所述裝置包括第一行掃描傳感器、第二行掃描傳感器、LED線形光源、圖像采集模塊、PCIe總線圖像傳輸模塊、機器視覺邊部自動定位軟件、數字控制器、接口模塊、液壓伺服系統及液壓泵站，所述LED線形光源與第一行掃描傳感器和第二行掃描傳感器相連接，所述第一行掃描傳感器和第二行掃描傳感器接入圖像采集模塊，所述圖像采集模塊連接PCIe總線圖像傳輸模塊，所述PCIe總線圖像傳輸模塊通過機器視覺邊部自動定位軟件與數字控制器通信連接，所述接口模塊接入數字控制器，所述接口模塊還與液壓伺服系統連接，所述液壓泵站與液壓伺服系統油路連接；

所述第一行掃描傳感器、第二行掃描傳感器，快速感應寬幅長帶狀表面，感應的結果以線形圖像的形式輸出給圖像采集模塊；

所述LED線形光源，產生匯聚線形光輻射到被檢測物體，通過反射將被檢測物體的表面狀況送給第一行掃描傳感器、第二行掃描傳感器；

所述圖像采集模塊，對第一行掃描傳感器和第二行掃描傳感器的輸入信號進行底層處理和轉換，同時根據需要將行信號合并成合適大小的圖像信號；

所述PCIe總線圖像傳輸模塊，為圖像采集模塊的兩路數據提供點對點獨立帶寬總線通道；

所述機器視覺邊部自動定位軟件，通過圖像處理算法對帶料邊部進行定位和跟蹤，根據兩個邊部信號計算出帶材實際中心位置，與軋制中心線比較計算出當前帶材中心偏差量；

所述數字控制器，根據接口模塊傳入的機列系統的速度、張力、卷徑、料寬以及數字量控制信號確定數字控制器的參數，并根據機器視覺邊部自動定位軟件輸入的帶材中心線位置偏差信號和控制器參數計算控制量信號輸出給接口模塊；

所述接口模塊，輸入機列系統的速度、張力、卷徑、料寬以及數字量控制信號給數字控制器，同時將數字控制器的計算結果輸出給液壓伺服系統；

所述液壓伺服系統，根據接口模塊輸出的控制信號調節負載運動速度的大小和方向；

所述液壓泵站，為液壓控制系統提供壓力源。